 |
#1 - 20-03-2013 14:00:06
- EfCeBa
- Administrateur
- Enigmes résolues : ∞+1
- Messages : 22×5×313
Inconnue dans le triangle
Soit un triangle ABC quelconque, on suppose qu'on en connait l'Aire notée S, la longueur du coté BC, et l'angle opposé Â.
Donner les formules permettant de calculer les deux autres cotés et les deux autres angles.
PS : je n'ai pas la réponse, j'espère qu'elle n'est pas impossible 
#2 - 20-03-2013 14:06:34
- Klimrod
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 40
- Messages : 4053
- Lieu: hébesphénorotonde triangulaire
inconnues dans le trianglz
Bonjour, Ce site n'est pas un site d'aide aux devoirs.
 Bon, je sors... 
J'ai tant besoin de temps pour buller qu'il n'en reste plus assez pour bosser. Qui vit sans folie n'est pas si sage qu'il croit.
#3 - 20-03-2013 18:34:00
- Moriss
- Professionnel de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 37
- Messages : 460
Inconnues ddans le triangle
Intuitivement, il n'existe que deux triangles (symétriques dans un miroir) qui peuvent avoir les mêmes caractéristiques dans ce type d'énoncé. Donc intuitivement, il existe une réponse au problème que l'on peut trouver de manière univoque (car les 2 solutions sont symétriques, donc c'est une seule et unique solution présentée dans un sens ou dans l'autre). Ne reste plus qu'à la trouver...
#4 - 20-03-2013 20:27:07
- kossi_tg
- Professionnel de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 18
- Messages : 307
- Lieu: Montargis
Inconnus dans le triangle
#5 - 21-03-2013 17:11:42
- franck9525
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 48
- Messages : 1935
- Lieu: 86310
inconnues fans le triangle
La surface d'un triangle se calcule à partir d'un côté et de son angle opposé (Loi des sinus.
Les donnés ne permettent pas de déterminer les autres longueurs.
The proof of the pudding is in the eating.
#6 - 22-03-2013 00:03:10
- rivas
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 48
- Messages : 1106
- Lieu: Jacou
Inconnuess dans le triangle

Intéressant. Ce n'est pas impossible. La beauté avec un triangle c'est que 3 données indépendantes définissent toujours le triangle de façon unique. Ici, la surface et un côté étant donnés, on peut déterminer la hauteur puisque S=ah2. On sait donc que le troisième sommet se trouve sur une parallèle à (BC) située à une distance h de (BC). Puisque l'angle au point A est connu, le triangle est déterminé à 2 symétries près (le choix du côté par rapport à BC et le choix par rapport à la médiatrice de [BC].
Voyons maintenant comment trouver quelques formules. J'ai trouvé 2 méthodes pour arriver au but mais aucune ne donne de formule très simple...
J'utilise les notations classiques suivantes: AB=c, BC=a (connu), AC=b.
Méthode 1: S=bcsinÂ2[/latex](Produitvectoriel)[latex]⇒c=2SbsinÂ[/latex](1)[latex]a2=b2+c2−2bc.cosÂ[/latex](Al−Kashi)D′où:[latex]a2=b2+4S2b2sin2A[/latex][latex]−2b2ScosAbsinA Finalement: b4−(a2+4StanA)b2+4S2sin2A=0
C'est une équation de degré 2 en b2 que l'on peut résoudre sans grande difficulté mais avec quelques calculs. On calcule le discriminant (je vous laisse simplifier le calcul): Δ=a4−16S2+8Sa2tanA Cela permet de calculer b^2 puis b puis c avec la formule (1) ci-dessus. Il est même possible que c^2 soit la seconde solution de l'équation.
Pour trouver les 2 autres angles, on utilise: asinA=bsinB=csinC Méthode 2 (plus géométrique):
Les formules ci-dessous sont vraies si A est "au-dessus" de BC. Je traite plus bas le cas ou A n'est pas au-dessus de BC. Â=arctanxh+arctana−xh[/latex](2)Enutilisantlaformule[latex]tan(a+b)=tana+tanb1−tana.tanb[/latex],ontrouve:[latex]tanA=xh+a−xh1−x(a−x)h2=ahh2−x(a−x) D'où (en utilisant h=2Sa): x2−ax+4Sa2−2StanA=0 (3)
Equation de degré 2 en x dont le discriminant est: Δ=a2−4(4S2a2−2StanA)=a2+8StanA−16S2a2[/latex].C′estexactementlediscriminantdelaméthode1divisépar[latex]a2[/latex](cequimesemblenormal).Apartirdelàontrouvex(les2solutionsétantlessymétriesparrapportàlamédiatricedeBC).PuislesanglesBetCgrâceà:[latex]tanB=hx[/latex]et[latex]tanC=ha−x[/latex],puisleslongueursbetcgrâceà:[latex]asinA=bsinB=csinC Finalement si A n'est pas au-dessus de BC mais par exemple à droite, la formule (2) devient: Â=arctanxh−arctanx−ah Or arctan étant impaire, cela donne exactement la même formule que (2) et donc les mêmes solutions.
Voila, ce n'est pas exactement les formules demandées qui se trouve sans difficulté à partir de ces méthodes mais elles sont un peu lourdes à écrire. Merci pour cet exercice intéressant et différent. J'attends avec curiosité de voir si quelqu'un trouvera des formules plus simples.
#7 - 22-03-2013 10:31:42
- rivas
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 48
- Messages : 1106
- Lieu: Jacou
Inconnues dans le trangle
La nuit portant conseil, j'ai pensé à une 3ème méthode:
On a: S=bcsinA2
D'où: b2c2=4S2sin2A
D'autre part: a2=b2+c2−2bc.cosA
D'où: b2+c2=a2+2.2SsinAcosA=a2+4StanA.
On a donc 2 nombres b2 et c2 dont on connait la somme et le produit. Ils sont donc solution de l'équation de degré 2: x2−(a2+4StanA)x+4S2sin2A=0 On retrouve exactement l'équation de la méthode 1 de mon post précédent d'une autre façon. Une fois qu'on a a et b, on en déduit les angles comme ci-dessus.
Je prends quelques minutes pour écrire les formules finales. On trouve: b=√a2+4StanA+√a4−16S2+8Sa2tanA2c=√a2+4StanA−√a4−16S2+8Sa2tanA2 On peut vérifier le calcul en considérant le triangle 3,4,5. On se place dans les conditions de l'énoncé avec BC=5, S=6 et Â=90°. tanA vaut +∞, ce qui peut sembler abusif mais cela ne l'est pas. Etant donné qu'il n'apparait qu'au dénominateur avec une valeur finie au numérateur cela fait tout simplement 0 (on peut le montrer rigoureusement en faisant tendre A vers 90°). Je rappelle que le but est simplement de vérifier que la formule ne donne pas des résultats aberrants. On trouve bien b=4 et c=3 avec les formules ci-dessus.
Puis on écrit: asinA=a=bsinB=csinC.
D'où: sinB=ba=0.8 et sinC=0.6.
Ce qui nous donne B et C (B~53,13° et C~36.87°).
#8 - 22-03-2013 11:39:45
- gilles355
- Professionnel de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 49
- Messages : 421
inconnued dans le triangle
J'ai l'impression que résoudre ce problème revient à se demander : " A quelle distance de B la hauteur issue de A coupe [BC]."
Je crois devoir chercher dans les formules de premières S, les relations des sinus, de l'aire, formule de héron.
#9 - 22-03-2013 14:56:57
- titoufred
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 20
- Messages : 1749
nIconnues dans le triangle
On pose X=(b+c)2 et Y=(b−c)2
Al-Kashi donne a2=X(1−cosα2)+Y(1+cosα2)
Ce qui permet de tirer Y en fonction de X
La formule de Héron donne 16S2=(X−a2)(a2−Y)
En remplaçant Y, on trouve une équation du second degré en X.
Ce qui permet de trouver X, puis Y, puis b et c. On pourra peut-être supposer b≥c si ça aide.
#10 - 22-03-2013 15:22:39
- golgot59
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 48
- Messages : 1494
- Lieu: Coutiches
inconnueq dans le triangle
Je n'ai pas trouvé d'autre moyen que de le faire analytiquement.
Soit mon triangle ABC.
J'utilise le repère orthonormal (A; AB->/AB; j->). Je pose AB=l et Angle A=@
Je connais l'aire de mon triangle, je peux donc calculer la hauteur h relative au côté [AB] de mon triangle : h=Aire/l.
J'obtiens : A(0;0); B(l; 0); C(x;h) où seul x est inconnu. -> -> CA.CB=-x*(l-x)+(-h)*(-h)=x²-lx+h², et -> -> CA.CB=CA.CB.cos@=√(x²+h²)*√((x-l)²+h²)*cos@
Si j'ai le temps, j'essayerai de voir si ça se simplifie, mais ça nous donne au moins une équation du 4ème degré en x qui devrait avoir 4 solutions réelles puisqu'il existe 4 position possibles au points C (par symétrie).
#11 - 23-03-2013 00:47:22
- Nombrilist
- Expert de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 10
- Messages : 568
Innconnues dans le triangle
On trace la hauteur AH. On a AH = 2*S/BC. Donc AH est connu. Ensuite tan A' = HB/AH et tan A'' = HC/AH avec HC = BC - HB et A''=A-A'.
D'où
tan (A-A') = (BC - HB)/AH (1) HB = AH * tan A' (2)
Ensuite, j'arrive à une équation du second degré sur tan A' complètement imbouffable. Le discriminant a une tête de porte de prison et ensuite il faut prendre 90 - arctan(tan A') pour trouver l'angle B. Et là j'entame le deuxième tube d'aspirine. Par symétrie, on trouve l'angle C. Trouver AB et AC est ensuite trivial.
Je pense qu'il doit y avoir plus simple ^^.
#12 - 23-03-2013 10:20:36
- Promath-
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 18
- Messages : 1416
- Lieu: Au fond de l'univers
inconnues dans le troangle
Eh bien on ne peut pas appliquer Al-Kashi? Après je pense qu'il y a une infinité de solutions donc ta demande concerne le rapport entre les deux côtés peut-être? Sinon je ne vois pas ce que tu demandes.
Un promath- actif dans un forum actif
#13 - 23-03-2013 15:10:00
- EfCeBa
- Administrateur
- Enigmes résolues : ∞+1
- Messages : 22×5×313
Inconnues dans le trangle
Pendant que tout le monde cherchait, j'ai essayé moi aussi mais avec l'aide de Mathematica. J'avais écrit que c'était peut être impossible car j'avais une erreur dans mes calculs, du coup je me suis fait aider par la machine...
Je dirai donc bravo à kossi_tg et à rivas qui sont allés loin dans le problème. L'idée d'utiliser 2 nombres dont on connait la somme et le produit est jolie, rivas.
Il n'y a pas de formules simples, voici la mienne pour AC : AC=1√2√a2+4StanA+a√a2−16S2a2+8StanA Je n'ai pas encore eu le temps de vérifier les autres, alors je reviendrais.
#14 - 23-03-2013 15:28:48
- golgot59
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 48
- Messages : 1494
- Lieu: Coutiches
unconnues dans le triangle
Bravo Rivas et kossi_tg ! 
#15 - 24-03-2013 19:40:01
- EfCeBa
- Administrateur
- Enigmes résolues : ∞+1
- Messages : 22×5×313
Inconnues dans le trianlge
Je reviens vers vous : AB=1√2√a2+4StanA−a√a2−16S2a2+8StanA Par contre, je voulais vérifier avec la formule AB=(2S)/(ACsin(A)) et je n'y parviens pas.
#16 - 25-03-2013 15:23:27
- rivas
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 48
- Messages : 1106
- Lieu: Jacou
Inconnues danns le triangle
Bonjour,
Nous avons bien les mêmes formules (j'ai un a2 sous la racine imbriquée en plus qui vient du a que tu as devant cette même racine).
As-tu essayer de calculer AB.AC ou plutôt AB2.AC2. Tu devrais trouver 4S2sin2A puisque c'est de là que je suis parti et c'est aussi à ça que tu veux arriver.
En regardant AB2.AC2 tu vois la forme (x−y)(x+y) à mettre en x2−y2 ce qui devrait te permettre d'éliminer toutes les racines et en utilisant sin2A=1−cos2A=tan2A1+tan2A tu devrais y arriver.
Tiens-nous au courant.
#17 - 25-03-2013 16:11:04
- Lui-meme
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 49
- Messages : 2762
- Lieu: Île de France
inconbues dans le triangle
Bonjour
Je profite de la présence de vos brillants cerveaux pour demander votre avis sur cette citation de Bertrand Russell (mathématicien, philosophe, et …plein d'humour):
"Les mathématiques sont la seule science où on ne sait pas de quoi on parle ni si ce qu'on dit est vrai.
Qu'en pensez-vous? 
#18 - 25-03-2013 16:48:15
- rivas
- Elite de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 48
- Messages : 1106
- Lieu: Jacou
Inconnues dans le triaangle
On n'en pense pas non plus 
#19 - 28-03-2013 23:52:00
- Nombrilist
- Expert de Prise2Tete
- Enigmes résolues : 10
- Messages : 568
Inconnues dans le trianlge
Ah ben finalement il n'y avait donc pas plus simple. Bon ben je suis content de voir qu'en gros, j'étais sur la bonne voie. La longueur des expressions sous la racine devait tellement immense que j'ai cru que j'allais dessiner une corde de pendu au bout.
Mots clés des moteurs de recherche
|
 |